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• Wilinthon Segura ortega

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6. GESTIÓN DE RESIDUOS RADIACTIVOS Los usos artificiales de la radiactividad (generación de electricidad, pruebas médicas, investigación, etc.) generan residuos, entre los cuales hay residuos radiactivos, según la Ley 54/1997 de Regulación del Sector Eléctrico, está definido como “cualquier material para el que no se tiene previsto ningún uso y que contiene o está contaminado con nucleídos radiactivos por encima de unos niveles establecidos por el Ministerio de Industria y Energía, previo informe del Consejo de Seguridad Nuclear, llamados “Niveles de Exención””. Las radiaciones que emiten los residuos radiactivos hacen que puedan resultar peligrosos. Su peligrosidad depende de la naturaleza y cantidad de radionucleidos presentes. La presencia de radionucleidos por encima de los límites de exención obliga legalmente a su poseedor a gestionarlos adecuadamente para disminuir el riesgo sobre las personas y el medio ambiente. La Gestión de Residuos Radiactivos trata de asegurar que no se escapen componentes radiactivos al medio ambiente en cantidades peligrosas.

6. 1. CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS RADIACTIVOS Los principales parámetros a tener en cuenta para la clasificación de los residuos radiactivos son: el período de semi-desintegración, la actividad y la proporción de emisores alfa que contienen. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL PERÍODO DE SEMI-DESINTEGRACIÓN  Residuos de vida muy corta: períodos de semi-desintegración del orden de 90 días.  Residuos de vida corta: períodos de semi-desintegración máximos de unos 30 años, como 137Cs y 90Sr.  Residuos de vida larga: períodos de semi-desintegración superiores a 300 años, como ocurre con los principales emisores alfa. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU RADIACTIVIDAD  Residuos radiactivos de baja actividad (RBBA): Aquéllos que, por su bajo contenido radiactivo (menos de 100 Bq/g) no requieren blindaje durante su manipulación y transporte.  Residuos de baja y media actividad (RBMA): Aquéllos que presentan actividad específica baja (menos de 4.000 Bq/g), que emiten principalmente radiaciones β y γ, cuyo periodo de semi-desintegración es menor de 30 años y que no generan calor en almacenamiento. Pueden ser herramientas, ropa de trabajo, instrumental médico y otros materiales utilizados en algunas industrias, hospitales, laboratorios de investigación y centrales nucleares.  Residuos de alta actividad (RAA): Aquéllos cuya actividad específica es alta (mayor de 4.000 Bq/g), que emiten radiaciones α en proporciones apreciables y cuyo periodo de semi-desintegración es mayor de 30 años. Para su transporte y almacenamiento es necesario un blindaje especial. Además, cuando se almacenan generan calor por sí mismos, con lo que es necesario prever la refrigeración constante de los mismos en su lugar

de almacenamiento. Principalmente se trata de elementos de combustible gastado de reactores nucleares.

Figura …. Gestión de Residuos según nivel de actividad

6. 2. ¿QUÉ ACTIVIDADES GENERAN RESIDUOS RADIACTIVOS? El origen de los residuos radiactivos está en las siguientes actividades:  Residuos generados en la operación normal de las Centrales Nucleares: En función del diseño de la central (PWR o BWR), en cada ciclo de operación (12, 18 ó 24 meses) se sustituyen entre 90 y 150 toneladas elementos combustibles gastados por nuevos. Los gastados (RAA) se almacenan, de momento, en piscinas dentro de la propia central. Los residuos de operación (RBMA), herramientas y otros elementos que han sido contaminados varían según el tipo de central:





50 m3/año para reactores de agua a presión (PWR).



130 m3/año para reactores de agua a ebullición (BWR).

Residuos generados en el desmantelamiento de las Centrales Nucleares. El combustible se almacena en un Almacén Temporal Individualizado (ATI) en el mismo emplazamiento, a la espera de su traslado definitivo al ATC. El volumen de los residuos varía según sea el tipo de reactor, siendo mayores los de los reactores de agua en ebullición

Figura ... Piscina de almacenamiento de combustible gastado

 Residuos generados en la fábrica de combustibles Juzbado: se generarán del orden de 10 m3/año, además de 50 m3 de RBMA en su desmantelamiento.  Residuos del desmantelamiento del CIEMAT: el CIEMAT está considerado como una instalación nuclear única, debido a que todavía tiene unas instalaciones clausuradas, que deben ser desmanteladas. Desde el año 2000 se desarrolla el Plan Integral de Mejora de las Instalaciones del CIEMAT en el cual se estima que se generarán unos 900 m3 de residuos, prácticamente todos del tipo RBBA y RBMA.  Otros residuos generados como consecuencia de: 

Incidentes ocasionales: principalmente por fuentes radiactivas fuera del sistema regulador.



Detectores iónicos de humos y pararrayos radiactivos.

6. 3. ETAPAS DE LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS RADIACTIVOS

Figura ... Etapas de la gestión de los residuos

1. Segregación y recepción: La correcta segregación de los residuos según su nivel de actividad y duración, repercute en la disminución del coste de la gestión y mejora la eficiencia del proceso global de tratamiento. 2. Almacenamiento previo: En esta etapa se produce el decaimiento de los residuos radiactivos de vida corta. Tras este tiempo de almacenamiento los niveles de radiactividad no superan los mínimos exigidos y dejan de considerarse residuos radiactivos. Para el resto de residuos de media y alta actividad en esta etapa las dosis y su temperatura disminuyen exponencialmente. Esto facilitará su tratamiento para las siguientes fases. 3. Tratamiento: Para reducir el volumen final de residuo radiactivo generado, es necesario cortarlo, trocearlo y descontaminarlo durante el desmantelamiento, reduciendo el volumen inicial hasta un 30%. Los residuos líquidos de muy poca actividad, son diluidos sin superar los niveles de vertido autorizados, con el fin de poder dispersarlos en el medio ambiente sin aumentar los niveles del fondo natural. 4. Solidificación o inmovilización: En esta fase se mezcla el residuo contaminado con una sustancia inmovilizante que confina al residuo. Principalmente se usa cemento y productos con polímeros para los residuos de baja y media actividad; y vidrio o materiales metálicos para los residuos de alta actividad. 5. Envasado: En función de la naturaleza físico-química del residuo radiactivo se elige el tipo de contenedor idóneo en volumen y en estructura. Pueden tratarse de bidones de 220 l, contenedores de 25 l y otros con características que se adaptan al tipo de residuo. 6. Almacenamiento temporal del residuo: Antes de su almacenamiento definitivo, los contenedores o bidones de residuos son almacenados en instalaciones especiales durante un tiempo variable, durante el cual se verifica que no existan fugas o fallos de envasado, y se espera que su actividad decaiga más aún para facilitar el transporte final. 7. Almacenamiento definitivo. Aislamiento y confinamiento de los residuos mediante una serie de barreras físico-químicas entre el residuo y el ambiente.  Barrera Química. Primera barrera del almacenamiento, formada por solidificación o inmovilización de los residuos radiactivos, generando un bloque monolítico con características y propiedades establecidas por las autoridades competentes.  Barrera Física. El bloque monolítico se deposita dentro de contenedores especiales de acero de alta resistencia, que forman la segunda barrera. Figura ... Llenado de unidades de almacenamiento con bidones y posterior llenado de celdas de

almacenamiento en El Cabril.





Barrera de Ingeniería. Obras de ingeniería realizadas en el almacén definitivo de residuos, consistente en estructuras, blindajes y materiales absorbentes y de sellado que evitan el contacto del agua con los residuos y el paso de ésta al exterior, como muros de hormigón reforzado. Barrera Geológica. Constituida por la parte de la corteza terrestre donde se sitúan los residuos, que deben cumplir una serie de especificaciones para que se asegure la estabilidad geológica del emplazamiento.

Figura 52. Representación de las distintas barreras de contención de la radiactividad de los RBMA

6. 4. DESMANTELAMIENTO DE INSTALACIONES NUCLEARES El proceso de desmantelamiento de cualquier instalación nuclear y/o radiactiva está sujeto a una estricta regulación que especifica el alcance de los trabajos en cada etapa. La Empresa Nacional de Residuos Radiactivos (ENRESA) es la encargada de acometer todos los trabajos de desmantelamiento de la instalación. Dicho proceso de desmantelamiento consiste en un conjunto ordenado de acciones técnicas realizadas por etapas, necesarias para desmontar las estructuras, sistemas y componentes de una instalación nuclear o radiactiva, después de su cierre, reduciendo progresivamente el riesgo radiológico del emplazamiento. La primera actividad a desarrollar una vez parada la central es la descarga de combustible del reactor. En el caso de no destinar el combustible gastado a plantas de reproceso, éste debe almacenarse en las piscinas de la propia central o en contenedores destinados al efecto. Es necesario cuantificar el inventario radiactivo existente en la instalación en el momento de la parada. Para ello se procede a la clasificación y/o desclasificación radiológica de los materiales, a la determinación de los factores de contaminación, a la estimación del volumen de residuos generados, al cálculo de dosis a trabajadores y necesidades de blindajes. Se realiza una exhaustiva clasificación de los residuos radiactivos atendiendo a su nivel de contaminación. Se dividen en materiales convencionales, con nivel de

contaminación por debajo del umbral autorizado y gestionados como un residuo industrial convencional, materiales débilmente contaminados y por lo tanto, susceptibles de descontaminación, y residuos radiactivos propiamente dichos, que serán sometidos a un proceso de caracterización y almacenamiento, según su naturaleza, en los centros autorizados. Otros residuos, los líquidos y gaseosos serán sometidos a diversos tratamientos de descontaminación previos a su vertido controlado La exposición de los trabajadores en el proceso de desmantelamiento puede ser significativa y por tanto, siguen teniendo gran importancia las técnicas de protección radiológica y los criterios ALARA, además de la consideración del paso del tiempo en el decaimiento de los elementos radiactivos. Por otro lado, no se deben obviar todos los criterios de prevención de riesgos por cuanto el desmantelamiento no deja de ser una actividad industrial con el riesgo que esto conlleva. El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) define tres niveles de desmantelamiento hasta la clausura total de una central nuclear: Nivel 1: Cierre de la instalación y permanente vigilancia tanto radiológica como física del emplazamiento. Se retira el combustible gastado, se llevan a cabo las tareas de drenaje de líquidos de todos los circuitos de la instalación y se desconectan los sistemas de explotación. En este nivel permanecen en perfecto estado todas las barreras contra la dispersión de la contaminación tal y como estaban durante la explotación. Nivel 2: Utilización parcial y condicional del emplazamiento. Descontaminación de componentes y edificios, y colocación de una barrera biológica de protección alrededor del reactor. En este nivel, la vigilancia física es menor pero no así la vigilancia radiológica ambiental que permanece inalterada. Nivel 3: Utilización total sin restricciones del emplazamiento. Descontaminación masiva de material, equipos y edificios que preceden a la demolición de los mismos. Rehabilitación total de la zona para un nuevo o igual uso siempre que los niveles de contaminación sean inferiores al límite autorizado. La vigilancia radiológica de la instalación disminuye hasta desaparecer mientras desciende el nivel de radiación en el emplazamiento.

9. ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS Y AMBIENTALES El funcionamiento de la economía mundial se basa en el consumo de energía. Sin ella sería imposible extraer las materias primas necesarias para generar los bienes y servicios que la sociedad necesita, tampoco su transporte ni el de las personas. El desarrollo económico-social y el progreso tecnológico no son posibles sin un suministro garantizado de energía. Dado que la demanda de energía crece anualmente y su producción y uso tiene un gran impacto en el medio ambiente y que las fuentes de energía fósiles son limitadas, para llegar a un modelo sostenible es imprescindible crear una estrategia energética que garantice el suministro, favorezca la eficiencia energética y a la vez combine distintas fuentes de energía para producir el menor impacto posible para el medio ambiente.

9. 1. PERSPECTIVAS ENERGÉTICAS ACTUALES Y FUTURAS Los acontecimientos registrados en Fukushima Daiichi en Marzo de 2011 han reavivado el debate sobre el papel que la energía nuclear ha de jugar en el futuro, aunque no han inducido cambios en las políticas de países tales como China, India, Rusia, Emiratos Árabes o Corea del Sur, que continúan con la expansión de esta energía. Otros países mantienen sus centrales en operación a largo plazo, como Estados Unidos, Finlandia o Reino Unido, donde también existen centrales en construcción o proyecto. Según el World Energy Outlook de 2011, en el Escenario de Nuevas Políticas la producción nuclear aumenta más de un 70% hasta 2035. También se han examinado las posibles implicaciones que tendría un alejamiento de la energía nuclear en un “Escenario de Menor Generación de Origen Nuclear”, en el que se ha supuesto que no se construyen nuevos reactores en la OCDE, que los países no pertenecientes a la OCDE sólo crean la mitad de la capacidad adicional prevista en el Escenario de Nuevas Políticas y que se acorta la duración de funcionamiento de las centrales nucleares existentes. Hay muchas opciones posibles todavía.

Figura 71. Imagen de las zonas iluminadas de la Tierra

Aunque un futuro con menos energía nuclear abriría oportunidades para las energías renovables, también dispararía la demanda de combustibles fósiles que actúan de soporte (back-up) de las renovables; como resultado, se experimentaría una mayor presión al alza sobre los precios de la energía, surgirían nuevas preocupaciones sobre la seguridad energética, y resultaría más difícil y caro luchar contra el cambio climático. Las consecuencias serían particularmente serias para aquellos países con recursos energéticos propios limitados y que contemplan una participación significativa de la generación nuclear. Con quienes tienen que competir las energías renovables son con las energías de combustibles fósiles, ya que son éstas las que se deben reemplazar por su impacto en el medioambiente.

9. 3. SEGURIDAD DE SUMINISTRO FRENTE A VULNERABILIDAD Aportación al sistema eléctrico Las centrales nucleares aportan grandes cantidades de electricidad libre de emisiones con gran fiabilidad, todos los días del año y veinticuatro horas al día. De hecho, están conectadas a la red a su potencia nominal una media de 8.000 horas al año y sólo se desconectan para las recargas de combustible, que se aprovechan para el mantenimiento. Esto dota de una gran estabilidad a la red eléctrica.

Figura ... Potencia eléctrica instalada y producción de cada fuente de energía en 2012

Disponibilidad de combustible Las necesidades anuales de uranio actualmente en el mundo son de aproximadamente 66.500 toneladas. Las reservas conocidas son 6,3 millones de toneladas, con lo que se tienen cubiertas las necesidades del parque nuclear mundial actual para los próximos 100 años. Según el Libro Rojo del año 2011, las estimaciones de todas las reservas esperadas, incluyendo aquellas no suficientemente cuantificadas o no económicas en este momento, suman del orden de 10 millones de toneladas adicionales, lo que representarían unos 200 años más de suministro al ritmo actual de consumo. Estas reservas no incluyen las 22 millones de toneladas de uranio que podrían obtenerse como subproducto de la explotación de los depósitos de fosfatos, ni tampoco las 4.000 millones de toneladas de uranio contenidas en el agua de mar.

Figura 74. Fábrica de combustible nuclear de ENUSA en Juzbado (Salamanca)

9. 4. COMPETITIVIDAD Costes y economía Las centrales nucleares son intensivas en capital. El coste de instalación de las centrales nuevas, una vez pasadas las oscilaciones de los últimos años en los precios de las materias primas, es del orden de 3.000 a 4.000 €/kW (coste

instantáneo u overnight, es decir, sin intereses durante la construcción ni costes del cliente). Considerando los costes de la financiación y los períodos de amortización, el coste total del MWh resulta ser de 45-60€ y eso sin considerar las tasas por emisión de CO2, que pueden estimarse, como mínimo, en 8€/MWh adicionales para las centrales de ciclo combinado. Importaciones y balanza comercial Las importaciones de productos energéticos, especialmente los combustibles fósiles, por los países industrializados, alcanzan hoy cifras muy considerables, dada la escasez de recursos propios, sobre todo en petróleo y gas natural. Europa importa más del 50% de sus necesidades energéticas, y España llega a más del 80%. Sector industrial y empleo Aunque parte de los suministros para la construcción son importados de otros países, como corresponde a las reglas del mercado global, la mayor parte de la inversión se emplea, en los países industrializados, en bienes y, sobre todo, servicios generados en el país, lo que contribuye al funcionamiento de una estructura industrial de alta cualificación, que a su vez es capaz de generar exportaciones de alto valor añadido.

La estructura industrial creada en España en los años 70 y 80 del pasado siglo para las necesidades de la construcción, mantenimiento y operación de las centrales nucleares fue de primer nivel mundial y empleó miles de científicos y técnicos en actividades de investigación, regulación, ingeniería, fabricación de equipos y combustibles y servicios diversos.

9. 5. RESPETO AL MEDIO AMBIENTE Paquete verde de la Unión Europea En este siglo, el cambio climático podría alcanzar proporciones catastróficas si no se reducen rápida y drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero, por lo que la Unión Europea propone el uso de fuentes de energía más seguras, es decir, depender menos de las importaciones de petróleo y gas. Para solucionar este problema, la política climática y energética de la UE contempla para 2020 una serie de ambiciosos objetivos:

 Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un mínimo del 20% con respecto a 1990 (y en un 30% si los demás países desarrollados se comprometen a efectuar reducciones similares)  Aumentar el uso de energías renovables hasta el 20% de la producción total (actualmente representan alrededor del 8,5%).  Reducir el consumo en un 20% con respecto al nivel previsto para 2020 gracias a una mayor eficiencia energética. Protocolo de Kioto y posteriores Un objetivo importante de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (UNFCCC) es la estabilización de las concentraciones de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, a un nivel que no implique una interferencia peligrosa con el sistema climático, y que permita un desarrollo sostenible. Como las actividades relacionadas con la energía (procesado, transformación, consumo...) representan el 80% de las emisiones de CO2 a escala mundial, la energía es clave en el cambio climático.

Dentro de la Convención Marco UNFCCC se ha desarrollado el Protocolo de Kioto, cuyo objetivo es reducir en un 5,2% las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo, con relación a los niveles de 1990, durante el periodo 2008-2012. Es el principal instrumento internacional para hacer frente al cambio climático. Con ese fin, el protocolo contiene objetivos para que los países industrializados reduzcan las emisiones de los seis gases de efecto invernadero originados por las actividades humanas: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6). En la actualidad, las naciones firmantes están buscando un nuevo acuerdo que sustituya a este Protocolo de Kioto al final del horizonte temporal para el que se suscribió, 2012.

Figura ... Naciones Unidas. COP17/ CMP7